説明

ライダーリング及びその製造方法

【課題】ライダーリングを、耐摩耗特性を確保しつつより低コスト化する。
【解決手段】横型往復動式圧縮機Aのピストン17に取り付けられるライダーリング27は、比較的安価なポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などで構成した上部リング29と、上部リング29よりも耐摩耗性が高く比較的高価なエンジニアリングプラスチックなどで構成した下部リング31との二分割構造としている。上部リング29は、一つの環状部材33を二つに分割してその一方を使用し、下部リング31は、他の一つの環状部材35を二つに分割してその一方を使用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、横型往復動圧縮機のシリンダに収容されるピストンの外周部に設けられて該ピストンの荷重を受けるライダーリング及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、横型往復動式圧縮機においては、シリンダ内を往復移動するピストンの外周に、シール機能を備えるピストンリングのほかに、ピストンの荷重を受ける機能を備えるライダーリングを設けている(例えば、下記特許文献1参照)。
【0003】
このようなライダーリングは、ピストンの荷重を直接受ける下部側の摩耗が上部側よりも激しく、このため、上記公報に記載のライダーリングでは、下部側の肉厚を上部側の肉厚よりも厚くしてあり、その際、上部と下部とに二分割するものも例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実公平1−12028号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、ライダーリングは、より耐摩耗性の高い材料を使用することが求められているが、摩耗により交換する場合には、上下一体のものについては、当然その一体のライダーリングを交換する必要がある。一方、上下二分割したものについては、下部側の摩耗が激しいものの、作製上の理由から、この二分割した上下のリングを1セットとして提供することになるため、二分割した上下のリング全体を交換することになる。
【0006】
このように、従来のライダーリングは、二分割したものであっても摩耗が激しい下部側のみでなく上部側を含めてその上下全体の耐摩耗性が高く高価なものを交換することになるので、部品コストの上昇を招く要因となっている。
【0007】
そこで、本発明は、ライダーリングを、耐摩耗特性を確保しつつより低コスト化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、横型往復動圧縮機のシリンダに収容されるピストンの外周部に設けられて該ピストンの荷重を受けるライダーリングであって、前記ライダーリングを、前記ピストンの径方向上部に位置する上部リングと、前記ピストンの径方向下部に位置する下部リングとの二つの分割した部材で構成し、前記上部リングを、一つの環状部材を二分割したものの一方で構成し、前記下部リングを、前記上部リングよりも耐摩耗性の高い材料からなる他の一つの環状部材を二分割したものの一方で構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、互いに異なる材料からなる環状部材をそれぞれ二分割したものの一方同士を組み合わせることで、上下で互いに異なる材料からなる一つのライダーリングを構成し、その際、下部側を耐摩耗性に優れた比較的高価な材料で構成する一方、上部側を下部側ほど耐摩耗性が高くない比較的安価な材料で構成することにより、耐摩耗特性を確保しつつ、一つのライダーリングをより安価なものとすることができ、部品コストを低減することができる。
【0010】
また、下部リングが上部リングよりも先に摩耗限界に達するような場合には、下部リングのみを作製することで対応でき、その場合には分割して作製した二つの下部リングを有効利用できるので、材料の歩留まりの悪化を抑えてユーザに対してより安価に交換用のライダーリングを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係わるライダーリングを示し、(a)は正面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は(a)のB矢視図である。
【図2】図1のライダーリングを取り付けたピストンを備える横型往復動圧縮機の一部を示す断面図である。
【図3】図1のライダーリングにおける上部リングの作製手順を、(a),(b)の順に示した上部リング作製工程図である。
【図4】図3(b)に続く上部リングの作製手順を示した上部リング作製工程図である。
【図5】図1のライダーリングの下部リングの作製手順を、(a),(b)の順に示した下部リング作製工程図である。
【図6】図5(b)に続く下部リングの作製手順を示した下部リング作製工程図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0013】
図2は、水平対向形の往復動圧縮機Aの一部を示しており、この往復動圧縮機Aは、その左右方向中央部に配置してあるクランクケース1を中心として、機構的には左右ほぼ対称としているので、ここではその左側部分を主として図に示して説明する。
【0014】
クランクケース1内には、図2中で紙面に直交する方向に延びるクランクシャフト3を回転可能に収容しており、該クランクシャフト3には外部の図示しないモータなどの駆動源から回転動力が付与される。
【0015】
上記したクランクシャフト3には、左右一対のコネクティングロッド5の一端を回転可能に連結し、コネクティングロッド5の他端は、クロスガイド機構7におけるクロスヘッド9に回転可能に連結している。一方、クランクケース1の左右両側部にはクロスヘッドガイド11を取り付け、このクロスヘッドガイド11に形成してある上下のガイド部11aに、前記したクロスヘッド9を図2中で左右方向に移動可能に収容支持させてある。
【0016】
なお、クロスヘッドガイド11に形成してある上下のガイド部11aは、円筒形状のクロスヘッド9に対応して凹状の円弧面を備えている。
【0017】
クロスヘッドガイド11のクランクケース1と反対側には、中間ハウジング13を介してシリンダ15を設けており、このシリンダ15内にピストン17をクロスヘッド9の往復移動方向と同方向に往復移動可能に収容している。そして、このピストン17とクロスヘッド9とを、ピストンロッド19によって互いに連結している。また、シリンダ15の図2中で上部にはガス入口21を設ける一方、シリンダ15の図2中で下部にはガス出口23を設けている。
【0018】
上記構成により、クランクシャフト3が回転することで、コネクティングロッド5を介してクロスヘッド9が往復移動し、これに伴ないピストン17がピストンロッド19を介してシリンダ15内で往復移動する。ピストン17の往復移動により、ガス入口21からシリンダ15内に導入したガスを圧縮してガス出口23から外部に吐出させる。
【0019】
なお、図2において、上記したガスのシリンダ15内への流入及びシリンダ15内から外部への流出の際に必要となるガス通路や弁機構などは省略している。
【0020】
ここで、上記したピストン17の外周部には、その軸方向(図2中で左右方向)中央側にシール機能を備える二つのピストンリング25を設けるとともに、ピストンリング25の軸方向両側には、ピストン17の荷重を受ける機能を備える二つのライダーリング27を設けている。
【0021】
ライダーリング27は、図1(a)に示すように、いずれも半円形状の上部リング29と下部リング31とを組み合わせて一つのライダーリング27を構成しており、各リング29,31共に、その軸方向(図2、図1(b)中で左右方向)の幅をピストンリング25の同幅より広くしている。ここで、上部リング29は、比較的安価な、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのような材料で構成する一方、下部リング31は、上部リング29よりも耐摩耗性が高く比較的高価なエンジニアリングプラスチック(CFRPなど)で構成する。
【0022】
上記したライダーリング27は、図1(a)に示すように、外径Dの中心Pに対して内径dの中心Qが、図1(a)中で上部側(上部リング29側)にgだけ偏心している。これにより、上部リング29は下部リング31よりも全体的に薄肉で、下部リング31は上部リング29よりも全体的に厚肉となっている。さらに、上部リング29は上端部が最も肉厚が薄く、下部ほど肉厚が厚くなり、下部リング31は下端部が最も肉厚が厚く、上部ほど肉厚が薄くなっている。このような肉厚の違いにより、ライダーリング27全体の肉厚をみれば、下端部が最も厚く、上部に行くほど薄くなっている。
【0023】
次に、上記したライダーリング27の製造方法について説明する。
【0024】
上部リング29を製造する際には、図3(a)に示す上記した材料からなる一つの環状部材33を、図3(b)に示すように上下二つに分割してリング分割体33a,33bを作製する。その際、環状部材33の肉厚は、少なくとも図1の上部リング29の最も肉厚の厚い部位に等しいかそれより厚いものとする。
【0025】
そして、この分割した二つのリング分割体33a,33bに対し、その内面を偏心加工して図1(a)に示した上部リング29を、図4に示すように二つ作製する。なお、このとき分割体33a,33bの両端部に対する面取り部29aの加工や、内周面の凹部29bの加工なども実施する。面取り部29aは、ライダーリング27が膨張して外側に拡がったときに、シリンダ15の内面に干渉するのを避けるためのものであり、凹部29bは、ピストン17の外周部に固定したねじ34の頭を嵌入させることで、ライダーリング27のピストン17に対する円周方向の位置決めを行うためのものである。
【0026】
なお、図4の上部リング29は、偏心加工した形状をより明確化するために、図1に示した上部リング29に対して厚さの変化を誇張してある。
【0027】
下部リング31を製造する際には、図5(a)に示す上記したエンジニアリングプラスチックからなる一つの環状部材35を、図5(b)に示すように上下二つに分割してリング分割体35a,35bを作製する。この際、環状部材35の肉厚は、少なくとも図1の下部リング31の最も肉厚の厚い部位に等しいかそれより厚いものとする。
【0028】
そして、この分割した二つのリング分割体35a,35bに対し、その内面を偏心加工して図1(a)に示した下部リング31を、図6に示すように二つ作製する。なお、このとき前記図3(b)に示した分割体33a,33bと同様に、分割体35a,35bの両端部に対する面取り部31aの加工や、内周面の凹部31bの加工なども実施する。
【0029】
なお、図6の下部リング31は、偏心加工した形状をより明確化するために、図1に示した下部リング31に対して厚さの変化を誇張してある。
【0030】
このようにして作製した、図4の二つの上部リング29のうちの一方と、図6の二つの下部リング31のうちの一方とを組み合わせることで、図1(a)に示す一つのライダーリング27を構成する。
【0031】
本実施形態によれば、互いに異なる材料からなる環状部材33,35をそれぞれ二分割したものの一方同士を組み合わせることで、上下で互いに異なる材料からなる一つのライダーリング27を構成している。
【0032】
これにより、耐摩耗性に優れた比較的高価なエンジニアリングプラスチック(CFRP他)などのような材料からなる一つの環状部材を、上下二分割して一つのライダーリングとするよりも、本実施形態による一つのライダーリング27は、上部側が比較的安価な材料で構成できることから安価になり、ユーザに対してより安価にライダーリングを提供することが可能となる。
【0033】
また、下部リング31が上部リング29よりも先に摩耗限界に達するような場合には、下部リング31のみを図5、図6のようにして作製することで対応できる。その場合には分割して作製した二つの下部リング31を有効利用できるので、材料の歩留まりの悪化を抑えてユーザに対してより安価に交換用のライダーリングを提供することが可能となる。
【0034】
また、本実施形態では、一つの環状部材33を二分割して上部リング29となる二つのリング分割体33a,33bを作製するとともに、上部リング29よりも耐摩耗性の高い材料からなる他の一つの環状部材35を二分割して下部リング31となる二つのリング分割体35a,35bを作製し、リング分割体33a,33bのうち1個と、リング分割体35a,35bのうち1個とを組み合わせて一つのライダーリング27とする製法を採用している。これにより、上部リング29及び下部リング31を使用環境によって個別に有効利用でき、材料の歩留まりの悪化を抑制して上下異材のライダーリングを提供することが可能となる。
【0035】
一方、一つの環状部材の内周面を外周面に対して偏心加工して下部側の肉厚を上部側の肉厚よりも厚く形成した後に、該環状部材を二分割して一つのライダーリング形成する製法では、より耐摩耗性が高く高価な材料のみを使用することになり、交換の際にも上下セットで全体を交換することになるので、コスト高を招くものとなる。
【符号の説明】
【0036】
A 横型往復動圧縮機
15 シリンダ
17 ピストン
27 ライダーリング
29 上部リング
31 下部リング
33 一つの環状部材
35 他の一つの環状部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
横型往復動圧縮機のシリンダに収容されるピストンの外周部に設けられて該ピストンの荷重を受けるライダーリングであって、前記ライダーリングを、前記ピストンの径方向上部に位置する上部リングと、前記ピストンの径方向下部に位置する下部リングとの二つの分割した部材で構成し、前記上部リングを、一つの環状部材を二分割したものの一方で構成し、前記下部リングを、前記上部リングよりも耐摩耗性の高い材料からなる他の一つの環状部材を二分割したものの一方で構成したことを特徴とするライダーリング。
【請求項2】
横型往復動圧縮機のシリンダに収容されるピストンの外周部に設けられて該ピストンの荷重を受けるライダーリングの製造方法であって、前記ライダーリングは、前記ピストンの径方向上部に位置する上部リングと、前記ピストンの径方向下部に位置する下部リングとの二つに分割して構成され、一つの環状部材を二分割して前記上部リングとなる部材を2個作製し、前記上部リングよりも耐摩耗性の高い材料からなる他の一つの環状部材を二分割して前記下部リングとなる部材を2個作製し、前記一つの環状部材を二分割して作製した2個のうち1個と、前記他の一つの環状部材を二分割して作製した2個のうち1個とを組み合わせて一つのライダーリングとすることを特徴とするライダーリングの製造方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2012−72714(P2012−72714A)
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−218686(P2010−218686)
【出願日】平成22年9月29日(2010.9.29)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【Fターム(参考)】